【正文】 可使建筑外觀更具魅力。 近年來建筑師常用幕墻結(jié)構(gòu)作為建筑的外避面。雖然看起來比較美觀，但是幕墻結(jié)構(gòu)會(huì)增大建筑的冷發(fā)、負(fù)荷，進(jìn)而增加建筑物的能耗。利用光伏板作為建筑的外壁面不僅可以將盡可能多的太陽能轉(zhuǎn)化為電能，還可以有效的阻止部分太陽輻射進(jìn)入建筑內(nèi)部，進(jìn)而減少建筑的冷負(fù)荷，降低建筑物的耗能。 光伏墻可以視為一個(gè)多用途系 統(tǒng)，它在輸出電力的同時(shí)還可以部分替代傳統(tǒng)的建筑材料。光伏墻由光伏板、光伏板與墻面間的氣流流道、固定支架、空氣入口、空氣出口以及墻體組成。 把光伏器件用做建材，必須具備建材所要求的幾項(xiàng)條件：堅(jiān)固耐用、保溫隔熱、防水防潮、適當(dāng)?shù)膹?qiáng)度和剛度等性能。若是用于窗戶、天窗等，則必須能夠透光，就是說既可發(fā)電又可采光。除此之外，還要考慮安全性能、外觀和施工簡(jiǎn)便等因素。 8 光伏墻壁實(shí)例 用光伏器件代替部分建材，在將來隨著應(yīng)用面的擴(kuò)大，光伏組件的生產(chǎn)規(guī)模也隨之增大，則可從規(guī)模效益上降低光伏組件的成本，有利于光伏產(chǎn)品的推廣應(yīng)用，所以存在著巨大的潛在市場(chǎng)。 六、光伏 — 建筑一體化的優(yōu)點(diǎn) ，無需額外用地或增建其他設(shè)施，適用于人口密集的地方使用。這對(duì)于土地昂貴的城市建筑尤其重要。 、原地用電，在一定距離范圍內(nèi)可以節(jié)省電站送電網(wǎng)的投資。對(duì)于聯(lián)網(wǎng)戶用系統(tǒng)，光伏陣列所發(fā)電力既 可供給本建筑物負(fù)載使用，也可送入電網(wǎng)。在陰雨天、夜晚或光強(qiáng)很小的時(shí)候，負(fù)載可由電網(wǎng)供電。由于有光伏陣列和公共電網(wǎng)共同給負(fù)載供應(yīng)電力，增加了供電的可靠性。 9 ，處于日照時(shí)，由于大量制冷設(shè)備的使用，形成電網(wǎng)用電高峰。而這時(shí)也是光伏陣列發(fā)電最多的時(shí)候。 BIPV 系統(tǒng)除保證自身建筑用電外，還可以向電網(wǎng)供電，從而緩解高峰電力需求。 ，吸收太陽能，轉(zhuǎn)化為電能，大大降低了室外綜合溫度，減少了墻體得熱和室內(nèi)空調(diào)冷負(fù)荷，既節(jié)省了能源，又利于保證室內(nèi)的空氣品質(zhì)。 使用一般化石燃料發(fā)電所導(dǎo)致的空氣污染和廢渣污染，這對(duì)于環(huán)保要求嚴(yán)格的今天與未來更為重要。 ，光伏陣列安裝起來很簡(jiǎn)便，而且可以任意選擇發(fā)電容量。 ，可以促進(jìn) PV部件的大規(guī)模生產(chǎn)，從而能夠進(jìn)一步降低 PV部件的市場(chǎng)價(jià)格，這對(duì)于 BIPV系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用有著極大的推動(dòng)作用 七、 與建筑結(jié)合對(duì)太陽能產(chǎn)品的要求 除了太陽能產(chǎn)品本身的采集熱量供熱和發(fā)電功能以外，還要考慮隔離室內(nèi)外、防雨、抗風(fēng)、隔熱、隔噪音、遮陽、美觀等功能，甚至還包括使其成為建筑材料替代原有的建筑材料，以 及將其制造得更便于安裝和維護(hù)。比如，將水箱和集熱器分離；將太陽能產(chǎn)品制作成建筑材料，并根據(jù)建筑的要求對(duì)其零配件進(jìn)行重新設(shè)計(jì)；制作專用的托架或?qū)к?，方便太陽能產(chǎn)品的安裝；根據(jù)建筑的色調(diào)采用不同顏色的光伏電池組件和集熱器；增加太陽能產(chǎn)品的透光性，滿足其作為天窗、遮陽板和幕墻的要求；調(diào)整太陽能產(chǎn)品的尺寸和形狀，滿足一些特殊應(yīng)用場(chǎng)合的要求等 . 八、光伏建筑一體化對(duì)光伏系統(tǒng)及光伏組件的要求 作為普通光伏組件，只要通過 IEC61215 的檢測(cè)，滿足抗 130km/h(2， 400Pa)風(fēng)壓和抗 25mm直徑冰雹 23m/s 的沖擊的要求。 用做幕墻面板和采光頂面板的光伏組件，不僅需要滿足光伏組件的性能要求，同時(shí)要滿足幕墻的三性實(shí)驗(yàn)要求和建筑物安全性能要求，因此需要有更高的力學(xué)性能和采用不同的結(jié)構(gòu)方式。例如尺寸為 1200mm530mm 的普通光伏組件一般采用 。但同樣尺寸的組件用在 BIPV建筑中，在不同的地點(diǎn)，不同的樓層高度，以及不同的安裝方式，對(duì)它的玻璃力學(xué)性能要求就可能是完全不同的。南玻大廈外循環(huán)式雙層幕墻采用的組件就是兩塊6mm厚的鋼化超白玻璃夾膠而 成的光伏組件，這是通過嚴(yán)格的力學(xué)計(jì)算得到的結(jié)果。 10 BIPV 建筑首先是一個(gè)建筑，它是建筑師的藝術(shù)品，就相當(dāng)于音樂家的音樂，畫家的一幅名畫，而對(duì)于建筑物來說光線就是他的靈魂，因此建筑物對(duì)光影要求甚高。但普通光伏組件所用的玻璃大多為布紋超白鋼化玻璃，其布紋具有磨砂玻璃阻擋視線的作用。如果BIPV 組件安裝在大樓的觀光處，這個(gè)位置需要光線通透，這時(shí)就要采用光面超白鋼化玻璃制作雙面玻璃組件，用來滿足建筑物的功能。同時(shí)為了節(jié)約成本，電池板背面的玻璃可以采用普通光面鋼化玻璃。 一個(gè)建筑物的成功與 否，關(guān)鍵一點(diǎn)就是建筑物的外觀效果，有時(shí)候細(xì)微的不協(xié)調(diào)都是不能容忍。但普通光伏組件的接線盒一般粘在電池板背面，接線盒較大，很容易破壞建筑物的整體協(xié)調(diào)感，通常不為建筑師所接受，因此 BIPV建筑中要求將接線盒省去或隱藏起來，這時(shí)的旁路二極管沒有了接線盒的保護(hù)，要考慮采用其他方法來保護(hù)它，需要將旁路二極管和連接線隱藏在幕墻結(jié)構(gòu)中。比如將旁路二極管放在幕墻骨架結(jié)構(gòu)中，以防陽光直射和雨水侵蝕。 普通光伏組件的連接線一般外露在組件下方， BIPV 建筑中光伏組件的連接線要求全部隱藏在幕墻結(jié)構(gòu)中。 電學(xué)性能的配合 在設(shè)計(jì) BIPV建筑時(shí)要考慮電池板本身的電壓、電流是否方便光伏系統(tǒng)設(shè)備選型，但是建筑物的外立面有可能是一些大小、形式不一的幾何圖形組成，這會(huì)造成組件間的電壓、電流不同，這個(gè)時(shí)候可以考慮對(duì)建筑立面進(jìn)行分區(qū)及調(diào)整分格，使 BIPV 組件接近標(biāo)準(zhǔn)組件電學(xué)性能，也可以采用不同尺寸的電池片來滿足分格的要求，以最大限度地滿足建筑物外立面效果。另外，還可以將少數(shù)邊角上的電池片不連接入電路，以滿足電學(xué)要求。 普通光伏組件并沒有像中空玻璃一樣的隔熱空氣層，只是簡(jiǎn)單地安裝在建筑物上 或者支撐構(gòu)件上，和建筑物并沒有形成統(tǒng)一的整體。這時(shí)的光伏組件作為 BIPV 組件來使用往往會(huì)將大量的熱量帶入室內(nèi)，造成耗能和節(jié)能相矛盾的情況，同時(shí)也不能滿足建筑的隔音要求。這時(shí)可以將普通光伏組件做成中空 LowE 玻璃的形式，這樣既能隔熱又能隔音?；蛘卟捎媚喜４髲B一樣的雙層外循環(huán)系統(tǒng)的幕墻形式。 普通光伏組件為了提高效率，會(huì)將電池片間距縮小到 2～ 5mm。但在 BIPV組件中，要考慮到室內(nèi)的采光要求，這時(shí)要調(diào)整電池片間距到 25mm左右，使組件的透光率在 30％左右。 11 BIPV 光伏組件作為建筑物的一部分，它安裝要求比普通組件的安裝要求高很多，難度大很多。一般 BIPV組件安裝高度較高、安裝空間較小?？紤]到安裝方便，可以將光伏組件做方便拆卸的單元式幕墻形式，這樣既方便了安裝，同時(shí)也提高安裝精度。 普通光伏組件封裝用的膠一般為 EVA，由于 EVA的抗老化性能不強(qiáng)、使用壽命達(dá)不到50年，不能與建筑同壽命。 EVA發(fā)黃將會(huì)影響建筑的美觀和系統(tǒng)的發(fā)電量，所以設(shè)計(jì)師在選擇 BIPV 組件時(shí)應(yīng)該盡量避免使用 EVA 封裝的組件。 Schott 和 Schuco 現(xiàn)在已經(jīng)有 PVB封裝的光 伏組件，國(guó)內(nèi)還沒有廠家掌握這種技術(shù)。 PVB已經(jīng)成熟應(yīng)用于建筑用夾膠玻璃的制作，用 PVB代替 EVA 制作的光伏組件會(huì)有更長(zhǎng)的使用壽命。盼望國(guó)內(nèi)光伏組件生產(chǎn)商盡快掌握 PVB封裝技術(shù)。 普通光伏系統(tǒng)的大部分連接線都是敞開在大氣中，空氣對(duì)流充分，溫度低。 BIPV 建筑系統(tǒng)中的連接線大多都在幕墻立柱、橫梁等密閉結(jié)構(gòu)中，其溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通光伏系統(tǒng)電線所處的環(huán)境溫度，這對(duì) BIPV建筑系統(tǒng)中電線的要求也高很多。普通系統(tǒng)中，一般使用普通的聚氯乙稀銅線就能滿足要求。但在 BIPV 系統(tǒng)中，我們建議使用光伏專用電線：雙層交聯(lián)聚乙烯浸錫 銅線。另外考慮到溫度對(duì)電阻的影響， BIPV 建筑系統(tǒng)中選用的電線直徑應(yīng)該要比普通光伏系統(tǒng)大一些。 建議選擇著名國(guó)際品牌的連接器；有同事做過對(duì)比實(shí)驗(yàn)。性能優(yōu)異的連接器的防水性能和耐老化性能要比一般的連接器好很多。如果連接器的防水性能不好，這可能會(huì)導(dǎo)致大樓帶電。如果連接器的耐老化性能不佳，這將會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)漏電、電線氧化縱觀整個(gè)光伏產(chǎn)業(yè)，在 IPD策略方面，有三種策略性措施供我們參考：一是減低光伏電池生產(chǎn)過程中的材料耗損；二是改善光伏電池的轉(zhuǎn)換效率；三是研發(fā)新的光伏發(fā)電技術(shù)。 在 ISC策略方面，也有三種策略性措施供 參考：一是我國(guó)從長(zhǎng)遠(yuǎn)眼光看待能源供給，宜實(shí)行像重視核能發(fā)電一樣重視太陽能尤其是光伏電池的能源開發(fā)和利用政策；二是以各種形式向社會(huì)宣示太陽能發(fā)電的優(yōu)勢(shì) (包括關(guān)于逐步普及太陽能 —— 建筑一體化優(yōu)勢(shì)產(chǎn)品的宣示 )；三是從國(guó)家和地方政府的環(huán)保開支中撥出資金在全國(guó)既集中力量又分工協(xié)作進(jìn)行第一代、第二代、第三代、第四代光伏電池的深入研發(fā) . 九、光伏建筑一體化建筑存在的問題 雖然太陽能光伏建筑一體化有高效、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保等諸多優(yōu)點(diǎn)，并已在世博場(chǎng)館和示范工程上得以運(yùn)用，但光伏建筑還未進(jìn)入尋常百姓家，成片使用該技術(shù)的民宅社區(qū)并未出現(xiàn) 。這是由于太陽能光伏建筑一體化存有兩大問題 12 一是太陽能光伏建筑一體化建筑物造價(jià)較高。一體化設(shè)計(jì)建造的帶有光伏發(fā)電系統(tǒng)的建筑物造價(jià)較高，在科研技術(shù)方面還有待提升。 二是太陽能發(fā)電的成本高。目前太陽能發(fā)電的成本是每度 ，比常規(guī)發(fā)電成本每度 1元翻倍。 三是太陽能光伏發(fā)電不穩(wěn)定，受天氣影響大，有波動(dòng)性。這是由于太陽并不是一天24小時(shí)都有，因此如何解決太陽能光伏發(fā)電的波動(dòng)性，如何儲(chǔ)電也是亟待解決的問題。 十、太陽能利用與建筑一體化的發(fā)展動(dòng)態(tài) 綠色健康住宅根據(jù)國(guó)家有關(guān)部門的要求，已進(jìn)入了試點(diǎn)應(yīng)用研究的重點(diǎn)階段， 而作為可再生能源的太陽能熱利用技術(shù)也同時(shí)進(jìn)入了快速發(fā)展時(shí)期，太陽能熱水器真成為廣大民眾綠色家電的首選。建設(shè)部相繼召開了 “ 太陽能與建筑結(jié)合應(yīng)用研討會(huì) ” ，國(guó)家有關(guān)部門對(duì)這項(xiàng)課題十分重視并抓得很緊，建設(shè)部、科技部、經(jīng)貿(mào)委先后分別下發(fā)了《建設(shè)部建筑節(jié)能 “ 十五 ” 計(jì)劃綱要》、《科技型中小企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新基金若干重點(diǎn)項(xiàng)目指南》、《新能源和可再生能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展 “ 十五 ” 規(guī)劃》、《關(guān)于組織實(shí)施資源節(jié)約與環(huán)境保護(hù)重大的通知》等文件，強(qiáng)調(diào)并提出課題開發(fā)應(yīng)用的目標(biāo)，明確了發(fā)展的重點(diǎn)和重點(diǎn)支持的具體項(xiàng)目。為此，中國(guó)建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)研究所承擔(dān)了編 制建筑工程行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、建筑施工工法、標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)圖集等 “ 太陽能供熱制冷成套技術(shù)開發(fā)與示范 ” 的課題，為太陽能與建筑一體化事業(yè)的健康穩(wěn)步發(fā)展，也為我們?cè)O(shè)計(jì)單位承擔(dān)這項(xiàng)課題的專項(xiàng)設(shè)計(jì)提供有利條件。福州康安康合太陽能公司 2022 年在 “ 湖前蘭庭 ”9 幢別墅做了第一個(gè)太陽能與建筑一體化示范工程，接著又在福州武警消防大廈、泉州 “ 中遠(yuǎn)名城 ” ，馬尾 “ 時(shí)代廣場(chǎng) ” 商住樓等多處做了多例大型的太陽能集中供熱系統(tǒng)工程，已全部通過驗(yàn)收投入使用，節(jié)能效果顯著。 據(jù)了解，目前太陽能利用與建筑一體化這項(xiàng)新課題主要是科研、院校在研究開發(fā)，一些能源技術(shù) 開發(fā)公司承擔(dān)施工安裝，福州康安康合太陽能技術(shù)開發(fā)公司經(jīng)過多年的研究、試驗(yàn)和開發(fā)，擁有 “ 太陽能吸熱瓦片 ” 、 “ 真空管太陽能中央熱水器 ” 、 “ 不對(duì)稱太陽能集熱板 ” 等多項(xiàng)國(guó)家實(shí)用型專利，該公司利用多項(xiàng)成果，專業(yè)從事太陽能集中供熱建設(shè)，在